Rüzgar Oluşumu Fizik Bilimiyle İlgili Hangi Kanun veya Teoriyle Açıklanır?

[_SoN_]

“Rüzgar” en basit şekilde hareket halindeki hava diye tanımlarız. Yani rüzgar dediğimiz şey bir yerden bir başka yere gitmekte olan havadır. Bu hareketin yönü herhangi bir yöne doğru olabilir fakat yatay yöndeki hareket genellikle daha fazladır.

Rüzgar hakkında kısa ve basit düzeydeki bilgilendirmeden sonra rüzgar oluşumuna sebep etkenler nelerdir, bunların “fizik” bilimiyle ilgisi nedir. Rüzgar oluşumun altında yatan fiziksel etmenler nedir onlara bakalım.

Rüzgar oluşumunda çokça yer edinen fiziksel kavramlardan birisi “basınç” kavramıdır. Basınç, birim yüzeye etki eden kuvvet olarak tanımlanmakta ve birimi kuvvet birimi/alan birimi (Newton/metre – N/m) olarak verilmektedir.

Rüzgar’ın temel sebebi atmosfer basıncı farklılıklarıdır. Atmosfer basıncının yüksek olduğu bölgeden düşük olduğu bölgeye doğru bir hava hareketi olur. İşte bahsi geçen bu hareket rüzgardır.

Bu basınç farkının oluşmasına neden olan şey ise genellikle Güneş’tir. Gün içinde güneş ışınları atmosferde çok düzgün bir dağılımla soğurulmaz. Kimi bölgeler daha çok enerji alırken kimi bölgeler daha az alabilir. Ve böylece atmosferde farklı sıcaklık bölgeleri oluşur.

Soğuk hava daha yoğun olup yere doğru çökmektedir. Bu durumda bu bölgede yüksek bir basın oluşur. Sıcak bölgedeki yukarı doğru kırmızı oklar ise yükselmekte olan havayı temsil etmektedir. Isınan hava yükselir ve bölgedeki basınç düşer.

Böylece yüksek hava basıncının olduğu soğuk bölgeden sıcak bölgeye doğru hava akımı başlar. Bu olayda rüzgar olarak adlandırılır.turkeyarena.net

Coriolis kuvveti, dönen bir platformun merkezinden karşı tarafına yürümeye çalışan biri tarafından anlaşılabilir. Yürümek istediği tarafa doğru dik açıyla itildiğini görür. Benzer şekilde, dönen yer kürenin yüzeyi üzerinde hareket eden hava, kuzey yarım kürede hareket yönünün sağına, güney yarım kürede soluna saptırır. Bu saptırma gücüne coriolis kuvveti denir. Fransız matematik ve fizikçisi, Gustave Gaspard Coriolis (1792-1843) onuruna atfen bu ad verilmiştir.

Coriolis kuvveti nedeniyle rüzgarlar irtifada izobarlara yaklaşık 10° açı ile neredeyse paralel, alçak basınca meyilli eser. Yeryüzünün sürtünme etkisi sonucu rüzgar alçak irtifada daha yavaştır, dolayısıyla coriolis kuvveti de daha zayıftır.turkeyarena.net Bunun sonucunda rüzgarın izobarlara yaptığı açı denizde yaklaşık 20°, karada da 30°'ye kadar çıkar.

Havaya düşey atılan bir topun dönen dünyanın merkezine olan mesafesi büyüyecektir. Tekrar yerine düşmesinde atıldığı noktanın aynı zaman aralığında aldığı mesafeden daha büyük bir yay boyunca hareket eder. Bu, topun bir çeşit ivmelendirilmiş olması gerektiği ve dolayısıyla kuvvet etkisi altında bulunduğunu gösterir. Bu tür kuvvetler, meteorolojide ve okyanus biliminde önemlidir. Genel olarak dönen bir referans sisteminde hareket eden cismin yörüngesine dik olarak etki eder. Bunlar görünen zahiri kuvvetlerdir. Mesela; dönen bir plak üzerine düz bir çizgi eğri şeklinde belirir. Eğer plak ortasında bir gözleyici bulunursa, o kimse tepesinin bir kuvvetle kenara doğru itildiği zannına kapılır.

Benzer olay, dünya gibi üç boyutlu dönen bir sisteme nazaran hareket ettiğinde müşahede edilir. Rüzgâr ve okyanus akımlarında bu kuvvetin etkisi görülür. Yörüngelerine dik hareket etme eğilimi gösterirler, bu kuvvetler uzun menzilli füzelerin yörüngelerinin hesaplanmasında önemli rol oynar.